高分子物理课后习题答案详解第三版

1、CH 二 CHClH CH 二 CHClH =C H高分子物理答案（第三版）第1章 高分子的链结构1 .写出聚氯丁二烯的各种可能构型-CH =CH -C C CH =CH -CH2ClCl-c-ch2-CHCH2J-ClH C =C HH 2 -C H C H -CHH -C： H -H C C HH C =C HH C =CH -C IH C =C H构象与构型有何区别？聚丙烯分子链中碳一碳单键是可以旋转的，通过单键的内旋转是否可以使全同立; 同立构聚丙烯？为什么？答：10区别：构象是由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化，而构型则是分子中甘 定的原子在空间的排列；构象的改变不

2、需打破化学键，而构型的改变必须断裂化学键。 不能，-碳单键的旋转只能改变构象，却没有断裂化学键，所以不能改变构型，而全同立构聚丙烯与I 丙烯是不同的构型。为什么等规立构聚丙乙烯分子的螂豳构 而问规立构聚氯乙烯分子链在晶体中呈平面锯齿构象？ 答。由于等归立构聚苯乙烯的两个苯环距离比其范德华半径总和小，产生排斥作用，使平面锯齿形（ 极不稳定，必加ICt的旋转，3螺旋构象，才能满足晶体分子链构象能最低原则。由于间规聚氯乙烯的氯取代基分得较开，相互间距离比范德华半径大，所以平面锯齿形构象是能量4.哪些参数可以表征高分子链的柔顺性？如何表征?答：10空间位阻参数（或称冈肝生因值愈大，柔顺性愈差;特征饰C

3、rfi越小，链的柔顺性越好；连段性她值愈小，链愈柔顺。聚乙烯分子链上没有侧基，内旋转位能不大，柔顺性好。该聚合物为什么室温下为塑料而不是橡胶? 答：这是由于聚乙烯分子对称性好，容易结晶，从而失去弹性，因而在室温下为塑料而不是橡胶。从结构出发，简述下列各组聚合物的性能差异：聚丙烯睛与碳纤维；无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯； 顺式聚4品戊二烯（天然橡胶）毛屋巽聚二烯（杜仲橡胶）。 高密度聚乙烯、低密度聚乙烯与交联聚乙烯。比较下列四组高分子链的柔顺性并简要加以解释。二 a二 a CHCH CHCH二 ClQ -C=CH-CHach-ch2ch-ch2FcH CH 二一解:（1）廿也 ch3-由于图性

4、取修根性桔大制刑戡苦，.HrbH I cICNB4H(2)2主靛中含赛环结构越多，就他睹ch解:（1）廿也 ch3-由于图性取修根性桔大制刑戡苦，.HrbH I cICNB4H(2)2主靛中含赛环结构越多，就他睹ch3-ch=ch-ch2J rCH: i. L=ch-ch3-ch2chJc主硅中含白集性取代基,初出较差,取代基相感越近，期雌魅差1%一河 印2-口七FFHC1F主融中含被社取优酷越多. 瘗性越茎：慢性取代避对称公式假侬茶小.，性圻8.某单烯类聚合物的判0假迷估算分子链完全伸展时的长度是其均方根末端距的多少倍？（假定该分子链I旋转链。）答：81.船9.无规聚丙烯在环己烷或30筮脚测

5、得的空间位限翻胜因子=1.76,试计算其等效自由b3长度知碳一碳键及把4rtt角为09.5 ）。解:b=1.17nm10.某聚苯乙烯试样的仅伽能试估算其无扰链的均方末端距CS=12I征比答：均方末端2276.8nm2第2章聚合物的凝聚态结构i名词解释凝聚态，内聚能密度，晶系，结晶度，取向，高分子合金的相容性。凝聚态：为物质的物理状态，是根据物质的分子运动在宏观力学性能上的表现来区分的，通常包括固体日内聚能密度ED义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量，单位：晶系：根据晶体的特征对称元素所进行的分类。结晶度：试样中的结晶部分所占的质量分啜）（威量3科鹰数（体硬缙晶度取向：聚合物的取向是指在某种外力

6、作用下，分子链或其他结构单元沿着外力作用方向的择优排列。高分子合金的相容性：两种或两种以上高分子，通过共混形成微观结构均一程度不等的共混物所具有的2.什么叫内聚能密度？它与分子间作用力的关系如何？如何测定聚合物的内聚能密度？答：10内聚能密赃D义为单位体积凝聚体汽化时所需要的能量，单位：内聚能密皿5V以下的聚合物，分子间作用力主要是色散*0曲槃使啜合物，分子链上有强的极性基团或者分子间能形成氢谊00救0邸宫密厩峰聚合物，分子间相互作用居中。.聚合物在不同条件下结晶时，可能得到哪几种主要的结晶形态？各种结晶形态的特征是什么？答：10可能得到的结晶形态：单晶、树枝晶、球晶、纤维状晶、用晶、柱晶、伸

7、直链晶体；形态特征：单晶：分子链垂直于片晶平面排列，晶片0nm方股只有树枝品：许多单晶片在特定方向上的择优生长与堆积形成树枝状；球晶：呈圆球状，在正交偏光显微镜下呈现特有的黑十字消光，有些出现同心环；纤维状晶：晶体呈纤维状，长度大大超过高分子链的长度；申品：在电子显微镜下，用晶形如用珠；柱品：中心贯穿有伸直链晶体的扁球晶，呈柱状；伸直链晶体：高分子链伸展排列晶片厚度与分子链长度相当。.测定聚合物的结晶度的方法有哪几种？简述其基本原理。不同方法测得的结晶度是否相同？为什么？答：攸密度泳射线衍射法，量热法密度法的依据：分子链在晶区规整堆砌，故晶区密度大于非晶区密月 X寸线衍射法的依据：总的相干散射

8、强度等于晶区和非晶区相干散射强度之和；量热法的依据：根据聚 的热效应来测定结晶度侬f漆同,（因为结晶度的概念缺乏明确的物理意义，品区和非晶区的界限很不明 无法准确测定结晶部分的量，所以其数值随测定方法不同而不同。.高分子液晶的分子结构有何特点？根据分子排列有序性的不同，液晶可以分为哪几种晶型？如何表征? 答：10高分子液晶分子结构特点：1.分子主干部分是棒状（筷形），平面状（碟形）或曲面片状（碗形）的刚性结构，以细长棒状最 分子中含有对位苯撑，强极性基团，可高度极化或可形成氢键的基团，因而在液态下具有维持分 序排列所需要的艇给加上可能含有一定的柔性结构。 液晶晶眠全没有平移有序一环耀相耨单位兔

9、猴b.一维平移有序（层状液晶球近晶和近嫉D； c.手征性液晶，包括帕h棉不征性近晶槛状液晶相。液晶态的表征泡娴光显微镜下用平行光越热眼析诙;X寸线衍射；d.电子衍身e核磁共振.；电子自旋共酉虢变学h流变光学。.简述液晶高分子的研究现状，举例说明其应用价值。答：液晶高分子被用于制造防弹衣，缆绳及航空航天器大型结构部件，可用于新型的分子及原子复合材;纤维的被覆，微波炉件，显示器件信息传递变电检测.取向度的测定方法有哪几种？举例说明聚合物取向的实际意义。用光学显微镜测定双折国固冲建法测湎JT南射线4J射法4）红外二向色，陶;佩正荧 光法。.某结晶聚合物的注射翻趣模具的皮层具有双折射 部用偏光显微镜加

10、OBSW十字，并且越靠近制品Ma腕槌十字越:K解释产生上述现象脚米降低模具的温屋厚度将如何变化？答：10由于形成球晶，球晶具有双折射现象，自然光经过偏振片变为偏振光，通过球晶发生双折射，女 方向垂直的偏振光，两束偏振光在与检偏镜平行方向上存在分量，分量速度不同，产生相位差而干涉， 光图像，制品外部与模具接触，冷却速度快，球晶来不及生长而成多层片晶或小球晶，而制品芯部温度 分，生长为大球晶，因此消光图像更大。 降低温度会增加过冷度，缩短结晶时间，因而皮层厚度增加。9采用“共聚”和“共混”方法进行聚合物改性有何异同点？解：略。10简述提高高分子合金相容性的手段答：提高高分子合金的相容性一般用加入第

11、三组分增溶剂的方法。增溶剂可以是甘两种高分子化学组成相同的嵌段或接枝共聚阳的曲诩组眼季同但能分别与之相 容的嵌段或接枝共聚物。11某一聚合物完全结晶时皿徽6曲班全非晶态的耙854g/cmW该聚合物的实际密度为0.900g/cm间具体积结晶度应为多少？（体积结晶度56112已知聚乙烯晶体属斜方晶系，0=3.胞8nm,b=0.495nm,c=0.254nm.（1汁艮据晶胞参数正聚乙烯分子链在晶体中为平闿锯齿形构象（2港聚乙烯无定形部分口倍磁3g/cm3,试用算097g/Cm3烯试样的质量结晶度。13用声波传播测定拉伸涤纶纤维的取向度。若试验得到分子链在许维物方，向的坪谟喇MS取 向度为多少？第3章

12、高分子溶液.溶度参数的含义是什么？ “溶度参数相近原理”判断溶剂对聚合物溶解能力的依据是什么? 答：10溶度参数：是指内聚能密度的平方根； 依据延因为溶解钝加0要根MV04H酎越小越好，又因为AHM =（p1（p2o1-oJsVM?所以守工越相谢困就越小，所以可用“溶度参数相近原理”判断溶剂对聚 合物的溶解能力。.什么叫高尔籀液？它与理想溶液有何本质区别？答：11高分子溶液：是指高分子稀睛83FIO刚度），分子链段间的作用力，分子链段与溶剂分子 间的作用力，溶剂分子间的作用力恰好相互抵消，形成期湫态待籀液肺目互作侑肆勒能密度由理想溶7三个作用M1W溶液三个作用力都不如是合力为.FIory-Hu

13、ggft格模型理论推导高分子溶液混合嫡时作了哪些假定UgnS数期勉搜意义是什答：10假定a溶液中分子排列也彳a晶体中一样，为力丽!制心眠柔性的，所有构象具有相同的能量;c.溶液中高分子“链段”是均匀分布的，即“链段”占有任一格子的几率相同。物理意义：反映高分子与溶剂混合时相互作用能的变化。.什么叫排斥体积效lOry-KingbUam液理论较之晶格模型理论有何进展？答：10排斥体积效应：在高分子稀溶液中，“链段”的分布实际上是不均匀的，高分子链以一个被溶齐 的链球散布在纯溶剂中，每个链球都占有一定的体积，它不能被其他分子的“链段”占有。 进展：把“链段”间的排斥体积考虑进去，更符合实际。.高分子

14、合金相分离机理有哪两种？比较其异同点解：略。.苯乙江二烯共聚物（6 =16.7）难溶于戊烷（6 =14.4）和醋酸乙烯（6 =17.8）。若选用上述两 什么配比时对共聚物的溶解能力最佳?解：-:.计算下列三种情况下溶液的混合嫡，讨论所得结果的意义。99e伦小分AW 1e阶小分场目混合（假定为理想溶液）；99e伦小分At 1e阶小分片（设每个大分子”再组e数目混合（假定符合均匀场理论）；99e伦小分AW 1el2小分用目混合（假定为理想溶液）。答：刈2幻0F皈；（3h用1。R/K.结果说明，绝大多数高分子溶液，即使在浓度小时，性质也不服从理想溶液的规律，混合嫡比小分子要大十几倍到数十倍，一个高分

15、子在溶液中可以起到许多个小分子的作用，高分子溶液性质与1 差的原因在于分子量大，分子链具有柔顺性，但一个高分子中每个钺段避粮教连提的分起的到 作用，混合燧忙小分子来得小。.在20c 4l0-5m的聚甲基丙烯酸怖旨=105, p =1.20g/cm379ff （ p =1.49 g/cm3 ）中，试计算溶液的混合嫡、混合热和混合自顺1=0.37W答：L 一干二三二二”；二-149假定共混体系中，两组分聚合物（非极性或弱极性）的分子母倒型琳方卿iW骄界共溶 温度下组成关系的方程式分辆加小仔等子和大小时，该体系的旋节线示意图。第4章聚合物的分子量和分子量分布.什么叫分子量微分分布曲线和体积分布曲线？

16、两者如何相互转换？（1）微分分布曲线：表示聚合物MW翻勺各个级分所占的质量分刎尔锹M）;积分分布曲线：表示聚合物中分子量小于和等于某一值的师（M分所占的质量分数 或摩尔分数。I（M）=0 MM）dM转换： -.测定聚合物数均和重均分子量的方法有哪几种？每种方法适用的分子量范围如何？答:（1测定数均分子量的方法：端基分析法、沸点升高、冰点下、气相渗透压（范围（2）测量重均分子量的方法：（光散射法二一）.证明渗透压法测得的分子量为数均分子量。一些答：渗透法测定分子E依据为e,= R7C =U M 2 ,= R7C =百丁=RTC一=衣7T (C凡二(C凡二所以：KT r/o即渗透压法测得分子量为数

17、均分子量0.采用渗透压法测徜柳和摩尔质量分细雌5g/m的.25e5g/m 0及计算B两种试样等质量混合物 的数均分子量和重均分子量。答瓦=1 927乂叫/ = 2725x10/色.35 C时，环己烷为聚苯乙烯（与*f冽3的mg苯乙烯（p =1.05gfcn135e5第5c溶 于150和己烷中，试片伽二1利系数（纺液的渗透压。答：li叫2）”。弘密/加.某聚苯乙烯试样经分绣眉IS到。用光散射法测定了各级分的重均分子量，用粘度法（22C、二氯测定了各级分的特征粘度，结果如下所示：e-40.3081.5548.056.8157,dl/g 0.04050.1221.381.422.78试计施ark-HouW积4=KM的两个参魏:a。.推导一点法测定特性粘度的公式：n -忏1! J4二小厂WE沪刀声3:二？斐中K/口证明：1)(.